2024年版UPS电源基本知识.docx

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1、2024年版UPS电源基本知识一、UPS的功能UPS是不间断电源英文名称的缩写，是一种含有储能装置、以逆变器为主要组成部分、具有稳压、稳频、滤波、抗电磁和射频干扰、防电压峰谷浪涌等功能的用电设备电源保护系统。其主要功能是在正常、异常和供电中断的情况下，向重要用电设备及系统提供安全可靠、稳定不间断，不受倒闸操作影响的交流电源。二、UPS的分类1、按工作方式分类UPS按工作方式可分为后备式、在线式和在线互动式三大类。1）后备式后备式UPS在市电正常时，直接由市电向负载供电，当市电超出其工作范围或停电时，通过转换开关转换为电池逆变供电。其特点是结构简单，体积小，成本低，但输入电压范围窄，输出电压稳定

2、精度差，有切换时间，且输出波形一般为方波。2）在线式在线式UPS在市电正常时,由市电进行整流提供直流电压给逆变器工作，由逆变器向负载提供交流电；在市电异常时，逆变器由电池提供能量，逆变器始终处于工作状态，保证无间断输出。其特点是有极宽的输入电压范围，无切换时间，且输出电压稳定精度高，特别适合对电源要求高的场合，但成本较高。3）在线互动式在线互动式UPS在市电正常时，直接由市电向负载供电；当市电电压偏低或偏高时通过UPS内部稳压线路稳压后输出；当市电异常或停电时，通过转换开关转为电池逆变供电。其特点是有较宽的输入电压范围，噪音低，体积小，但同样存在切换时间。2、按容量大小分类1）小容量：3kVA

3、以下。2 ）中小容量：3IOkVAo3 ）中大容量:IOkVAo3、按输入/输出方式分类1）单相输入/单相输出；4 ）三相输入/单相输出；5 ）三相输入/三相输出。三、UPS的组成部分UPS由整流器、逆变器、隔离变压器、静态开关、手动旁路开关等设备组成。1、整流装置整流器又称充电器，接线方式有三相全控桥式整流和三相半控桥式整流。1）输入变压器用来改变交流电源输入电压的大小，给整流器一个合适的电压值。2）整流器有三个二极管和三个可控硅组成三相全波半控桥式整流电路，调整导通角和通电时间可得到理想的直流输出电压。3）输出过滤器由一个电感线圈和一组电容组成的1型过滤器，用来减小整流器输出的波纹系数。4

4、）控制板通过比较给定值，调整可控硅的导通角，使整流器输出电压正常。2、逆变器1）输入回路提供稳定的直流电源。2）功率开关其交替反极性导通将直流电源转换成功率很大的方波。3）振荡器是逆变器的核心，发出一定频率的导通脉冲去控制功率开关电路。4）输出回路由恒压变压器及滤波电容组成,其作用是滤去功率开关输出方波中的高次谐波，使输出波形近似于正弦波并保持输出电压的恒定。四、UPS的运行方式UPS系统为单相两线制系统，输入电源为三相交流或直流,输出电源为单相交流。1、正常运行方式市电正常时，市电经滤波回路转换为直流电，对电池充电以备电力中断时使用。后备式和在线互动式直接由市电向负载供电，在线式则是经整流回

5、路转换为直流电作为逆变器的输入，再经过逆变器的转换提供电力为负载使用；当市电电压过低或过高、瞬间突变等影响设备正常运转时，在线互动式通过UPS内部稳压线路稳压后输出。2、电池工作方式市电发生异常或停电时，逆变器将储存于电池中的直流电转换为交流电，持续提供电力供给负载继续使用，达到不断电的功能。3、旁路运行方式在线式UPS超载、旁路命令、逆变器过热或机器故障时，UPS一般将逆变输出转为旁路输出，即由市电直接供电。4、旁路维护方式UPS检修时，通过手动旁路保证负载设备的正常供电；检修完成后，重新启动UPS,UPS转为正常运行。五、在线式UPS工作原理在线式UPS在正常工作状态下，由厂用电源输入交流

6、，经整流器整流滤波为直流再送入逆变器，变为稳频稳压的工频电流，经静态开关向负荷供电。当UPS交流输入电源因故中断或整流器发生故障时，逆变器由蓄电池组供电，仍可做到毫无间断地继续向负荷提供优质可靠的交流电。如果逆变器发生故障，还可自动切换至旁路备用电源供电。当负载启动电流太大，UPS也可自动切换至旁路电源供电，启动过程结束后再自动恢复由UPS供电。如下图，供电电源为三路，其中两路交流电源来自厂用保安段，这两路电源可经静态开关自动切换，或经手动旁路开关手动切换。第三路来自直流屏，用蓄电池组供电，经隔离二极管到逆变器，三路电源配合使用。六、UPS的操作顺序1、UPS系统投入运行前的检查1）检查盘内清

7、洁无杂物，绝缘符合要求；2）检查系统接线相序、极性正确，接头无松动；3）检查整流器电源输入电压正常；4）检查旁路调压器升降调节灵活；5）检查各元件完好，开关均在断开位置。2、UPS系统投入运行的操作1）合上系统控制、保护及信号电源小开关（或熔断器）。2）合上正常输入工作电源开关，装上电源熔断器。3）按下整流器充电按钮，充电器投入指示灯亮。4）合上蓄电池组开关，装上直流电源熔断器，对应指示灯灵。5）按下逆变器运行按钮，灯亮、大约十秒后向负荷供电。6）合上系统备用电源开关，装上备用电源熔断器，调整输出电压为规定值。7）检查满足静态开关切换条件（旁路电源同逆变器输出的频率和相位相同）的同步指示灯亮。

8、8）检查UPS运行符合所需运行方式，各信号灯指示正确。3、UPS系统退出运行的操作1）断开备用电源刀开关，取下备用电源熔断器。2）按下逆变器停止与复归按钮，全部报警器复位。3）断开直流电源刀开关，取下直流电源熔断器。4）按下充电器停止按钮，使充电器关机。5）断开正常交流工作电源进线刀开关，取下电源熔断器。6）将手动旁路开关切换至旁路位置。7）全面检查，灯光熄灭，电源均断开。4、UPS系统切换至旁路的操作1）检查旁路工作正常，处于备用状态。2 ）合上手动旁路开关，转入备用电源供电。3 ）约八秒后系统切至旁路运行。4 ）检查灯光指示正确,输出电压正常。5）断开正常交流工作电源进线开关，各信号灯指示

9、正确。七、UPS的日常维护1、UPS在正常使用情况下，主机的维护工作主要是防尘和定期除尘。在除尘时应检查各连接件和插接件有无松动和接触不牢的情况。2、平时每组电池中应有几块电池做标示电池，作为了解全电池组工作情况的参考，对标示电池应定期测量并做好记录。3、当UPS系统出现故障时，应先查明原因，分清是负载还是UPS系统、是主机还是电池组。4、对主机出现击穿、烧断保险或烧毁器件的故障，一定要查明原因并排除故障后才能重新启动，否则会接连发生相同的故障。5、不能把不同容量、不同性能、不同厂家的电池连在一起，否则可能会对整组电池带来不利影响。对寿命已经过期的电池组要及时更换，以免影响主机。八、UPS的使

10、用注意事项1每一台UPS说明书上都有接线方法和使用条件的具体介绍，开箱后应首先按说明书的要求正确安装使用，须特别注意的是：ups输入和输出电源相线、零线的装接顺序应符合规定（左零右相），并且要可靠接地。2、接UPS的配电箱所使用的开关不宜用老式的刀闸开关，因为这种开关在开关电源时有拉弧现象，会对电网产生干扰;另外，使用熔断式保险丝，过流响应速度慢，在负载或UPS短路时，不能及时切断电源，从而会对设备造成危害。所以应采用广为使用的空气开关，这种开关有消弧和负载短路时响应速度快的功能，且有漏电保护和过热保护等功能。3、空气开关的容量选用应适中。开关容量过大会造成过流或负载发生短路时起不到保护作用，

11、过小会经常造成市电中断。4、UPS应长期处于开机状态,而所带负载应用时开机,用完后关机。尽量不要带负载开启UPS,开机时应先开UPS,后开启负载电源，关机时应按相反的顺序进行。尽量不要频繁关闭和开启UPS,关闭后至少要等6秒后才能开启，否则可能出现既无市电输出、又无逆变器输出的启动失败状态。5、UPS不允许超负荷使用，所带负载总和不能大于UPS的输出功率。由于电器设备的启动功率一般都略大于其额定功率,因此在匹配负载时，最好按UPS的80%负载率来考虑，在逆变器状态下超负荷使用，常会造成逆变三极管击穿，缩短UPS的使用寿命。6、UPS不宜一直处于满载和轻载的状态下运行，一般选取额定容量的50%-

12、80%,若UPS长期处于轻载运行，虽然有利于降低逆变器的损坏概率,但却增加了UPS内部蓄电池失效的可能性。因为蓄电池的放电电流过小而放电时间偏长，容易造成深度放电，遭永久性损坏。若UPS长期处于重载运行，这样虽可节省一部分投资，但由于逆变器处于重载运行,其输出波形将发生畸变，输出电压幅值抖动过大。这样既不能为负载提供优质电源，还极易造成UPS逆变器的本级驱动元件损坏，所以即使从经济角度讲也是得不偿失。7、使用UPS时，应注意不要带电感性负载（例如日光灯、空调、电动机）、半波负载及冲击负载（例如打印机），否则会对电网及UPS产生很大的冲击,应把感性负载接到其他市电线路中。UPS只能接纯电阻或电容

13、性负载。有条件的可以用示波器检测UPS的输出波形：若是方波，须严守上述要求，若是正弦波，则可以带微电感性负载。8、UPS主机对环境温度要求不高，040C都能正常工作,但要求室内清洁少尘，否则灰尘加上潮湿会引起主机工作不正常。蓄电池对温度要求较高，标准使用温度为25,平时不宜超出1530C范围。温度太低，会使蓄电池容量下降,温度每下降,其容量下降1%。如果在高温下长期使用，温度每升高10度，电池寿命约减少一半。所以UPS的使用环境应注意通风良好，利于散热，并保持环境的清洁。9、市电中断后，标准型的UPS的供电时间一般是512分钟,这时候应该及时负载关机，待市电恢复正常后，再开机使用。有条件的可以

14、选择长效型的UPS,通过外接蓄电池组来延长UPS的供电时间。10、市电中断后，长效型UPS由电池供电而自动关机后，请勿再利用UPS电池开机供电，以免电池因过放电而损坏。11、若用户在市电停电期间使用发电机供电，应保证发电机功率大于两倍UPS额定功率,且必须在发电机启动稳定后才能接入UPSo12、开启UPS负载时，一般遵循先大后小的原则。13、为了防止UPS过度放电要及时进行不少于48小时的连续充电（带或不带负载均可）。14、对长期闲置的UPS,应每隔一个月对蓄电池进行连续20小时的充电。长期闲置不用的UPS在重新开机使用之前，先不要加负载，让UPS利用机内的充电回路，对蓄电池浮充1012h以后

15、再用。对于后备式UPS来说，若UPS长期工作在后备式工作状态，建议每隔一个月，让UPS处于逆变器工作状态至少23min,以便激活电池。15、禁止将不同安时数、不同品牌的电池组合使用。16、长期不停电的地区，应定期对UPS进行充放电（原则上三个月）以保障电池的使用寿命。17、为保护UPS的使用寿命，应同厂商维修人员协商，定期对UPS进行维护保养。18、UPS主机中设置的参数在使用中不能随意改变，特别是电池组的参数，会直接影响其使用寿命，但随着环境温度的改变，对浮充电压要做相应调整，通常以25为标准，环境温度每升高或降低1,12伏蓄电池浮充电压应增加18mVo19、由于大功率UPS的电池组电压很高，存在电击危险。因此在安装电池连接和输出线时，应具有安全保障，工具应采取绝缘措施，特别是输出接点应有防触摸措施。九、UPS的常见故障及维修1、换向失败1）换向电容、电感或可控硅损坏。更换电容、电感或可控硅。2 ）输出过载或短路。检修输出回路。3 ）触发控制回路故障。检修触发控制回路2、逆变主元件损坏1）换向失败。维修方法同上第一条。2 ）输出过载或短路。检修输出回路。3 ）主元件保护回路失效。检修保护回路。4 ）主元件自身质量问题。更换元器件。3、主